高功率侧面泵浦1525nm人眼安全波段自拉曼激光器的制造方法
高功率侧面泵浦1525nm人眼安全波段自拉曼激光器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及激光器领域，尤其涉及一种高功率侧面泵浦1525nm人眼安全波段自拉曼激光器。
【背景技术】
[0002]1.5 μ m波段激光相对其他波段激光而言对人眼具有较高损伤阈值，因而具有人眼安全性；此外，其具有大气吸收弱、散射小等特点，因而在光谱分析、空间/光纤通信及激光雷达等方面具有重要应用。利用受激拉曼散射这一三阶非线性过程是产生上述波段激光的重要方法。
[0003]目前为止，已经报道过的1.5 μπι波段附近固体拉曼、自拉曼激光器大多采用端面泵浦技术，采用此种泵浦技术的固体拉曼、自拉曼激光器的优势是阈值低和转换效率高，但由于工作介质内有强烈的热透镜效应，会在很大程度上影响激光器的稳定性。此外，因为这种泵浦方式只能发生在激光晶体端面方向，受激光晶体端面尺寸的影响较大，总的泵浦能量会受到限制，因此，端面泵浦只适用于低功率泵浦密度的激光系统。在实际应用中往往需要大功率激光源，这时端面泵浦固体激光器就难以满足要求。LD侧面泵浦固体激光器由于其能充分利用激光介质，并且激光介质的热效应相对较低，有利于获得高功率的激光输出逐渐引起重视。文献 “D1de-side-pumped Nd: YAG/BaW04 dual -wave I ength Raman laseremitting at 1502and 1527nm”(光学通信 OC 306, 165-169, 2013)报道了以 BaWO4为拉曼介质的侧面泵浦人眼安全波段固体激光器。在125W泵浦功率下得到的最大总输出功率为
2.3ffo 2014 年，Yumeng Liu 等人在“D1de-side-pumped actively Q-switched Nd: YAP/YV04mult1-ffatt first-Stokes laser”(光学工程 Optical Engineering 53 (6)，2014)中报道了输出功率为4.5W的1525nm侧面泵浦激光器。
[0004]发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术中至少存在以下缺点和不足:
[0005]侧面泵浦固体激光器全都采用的是激光增益介质与拉曼介质分离的结构，通过侧面泵浦激光增益介质产生基频光后通过拉曼介质产生拉曼光。此种结构的缺点是由于激光增益介质与拉曼介质分离而使激光器腔结构变得复杂、不易调节，并且由于此时产生的基频光的光束质量较差导致后续的基频光到拉曼光的转换效率很低，从而难以输出较好的拉曼激光。
【发明内容】
[0006]本发明提供了一种高功率侧面泵浦1525nm人眼安全波段自拉曼激光器，本发明解决了端面泵浦拉曼激光器输出功率低，侧面泵浦固体激光器谐振腔结构复杂，转换效率低，光束质量差以及输出功率不理想等问题，详见下文描述:
[0007]一种高功率侧面泵浦1525nm人眼安全波段自拉曼激光器，所述激光器包括:激光、拉曼光全反镜、声光调Q开关、侧泵头以及拉曼光输出镜；
[0008]所述侧泵头包括:LD阵列和激光晶体棒，所述LD阵列用于泵浦所述激光晶体棒，所述激光晶体棒用于激光发射和受激拉曼散射；
[0009]所述激光晶体棒和所述声光调Q开关双端面镀1000-1600nm增透膜；所述激光、拉曼光全反镜镀1064nm高透膜和1342、1525nm高反膜；所述拉曼光输出镜镀1064nm高透膜、1342nm高反膜和1525nm部分透过膜；
[0010]所述LD阵列、所述激光晶体棒在所述激光、拉曼光全反镜和所述拉曼光输出镜组成的谐振腔内运转，实现基频光起振，并在所述激光晶体棒作用下经所述声光调Q开关实现基频光到拉曼光转换，所述拉曼光输出镜输出1525nm激光。
[0011]优选所述LD阵列均匀的分布在所述激光晶体棒侧面，所述LD阵列用于实现对所述激光晶体棒的均匀泵浦。
[0012]进一步地，所述激光晶体棒具体为:Nd: YVO-aB体棒或Nd = GdVO 4晶体棒。
[0013]本发明提供的技术方案的有益效果是:本发明既解决了端面泵浦固体激光器输出功率低，实用性较差的问题，又解决了普通侧面泵浦固体激光器结构复杂等问题。为搭建高功率、高转换效率的拉曼光激光器提供了一种优良的方案。对实际应用和实验研宄都有重要意义。
【附图说明】
[0014]图1为一种高功率侧面泵浦1525nm人眼安全波段自拉曼激光器的结构示意图；
[0015]图2为侧泵头的结构示意图。
[0016]附图中，各标号所代表的部件列表如下:
[0017]1:激光、拉曼光全反镜； 2:声光调Q开关；
[0018]3:侧泵头；4:拉曼光输出镜；
[0019]31:LD阵列；32:激光晶体棒。
【具体实施方式】
[0020]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0021]针对【背景技术】中存在的问题，本发明实施例提出了采用侧面泵浦自拉曼激光器结构，即通过LD阵列侧面泵浦一个同时具有激光增益特性和拉曼活性的晶体棒，从而得到所需求波段的拉曼激光输出。这种设计使腔结构变得紧凑，转换效率大大提高，从而得到高功率的激光输出。
[0022]一种高功率侧面泵浦1525nm人眼安全波段自拉曼激光器，参见图1，激光器包括:激光、拉曼光全反镜1、声光调Q开关2、侧泵头3以及拉曼光输出镜4。参见图2，侧泵头3包括:LD阵列31、激光晶体棒32。
[0023]其中，激光晶体棒32和声光调Q开关2双端面镀1000_1600nm增透膜；激光、拉曼光全反镜I镀1064nm高透膜和1342、1525nm高反膜；拉曼光输出镜4镀1064nm高透膜、1342nm高反膜和1525nm部分透过膜。
[0024]参见图2，封装在侧泵头3中LD阵列31 (即LD阵列31均匀的分布在激光晶体棒32侧面)实现对激光晶体棒32的均匀泵浦。
[0025]侧泵头3 (LD阵列31、激光晶体棒32两部分)在激光、拉曼光全反镜I和拉曼光输出镜4组成的谐振腔内运转，实现基频光(1342nm)起振，并在激光晶体棒32自身作用下经声光调Q开关2调节完成基频光到拉曼光转换这一三阶非线性过程，最后由拉曼光输出镜4输出高功率的1525nm激光。
[0026]其中，激光晶体棒32可以是Nd = YVO4晶体棒，也可以是掺钕钒酸钆(NchGdVO4)等能够发射所需波段拉曼激光的常用自拉曼介质，具体实现时，本发明实施例对此不做限制。
[0027]其中，拉曼激光运转方式可以为调制、调Q或锁模等运转方式，具体实现时，本发明实施例对此不做限制。
[0028]其中，构成激光谐振腔的激光、拉曼光反射镜I和拉曼光输出镜4可以为平镜，也可以为凹镜和凸镜等不同曲率的镜片，激光谐振腔可采用两镜腔也可以是多镜腔，具体实现时，本发明实施例对此不做限制。
[0029]本发明实施例对各器件的型号除做特殊说明的以外，其他器件的型号不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。
[0030]本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0031]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种高功率侧面泵浦1525nm人眼安全波段自拉曼激光器，所述激光器包括:激光、拉曼光全反镜、声光调Q开关、侧泵头以及拉曼光输出镜；其特征在于， 所述侧泵头包括:LD阵列和激光晶体棒，所述LD阵列用于泵浦所述激光晶体棒，所述激光晶体棒用于激光发射和受激拉曼散射； 所述激光晶体棒和所述声光调Q开关双端面镀1000-1600nm增透膜；所述激光、拉曼光全反镜镀1064nm高透膜和1342、1525nm高反膜；所述拉曼光输出镜镀1064nm高透膜、1342nm高反膜和1525nm部分透过膜； 所述LD阵列、所述激光晶体棒在所述激光、拉曼光全反镜和所述拉曼光输出镜组成的谐振腔内运转，实现基频光起振，并在所述激光晶体棒作用下经所述声光调Q开关实现基频光到拉曼光转换，所述拉曼光输出镜输出1525nm激光。2.根据权利要求1所述的一种高功率侧面泵浦1525nm人眼安全波段自拉曼激光器，其特征在于，所述LD阵列均匀的分布在所述激光晶体棒侧面，所述LD阵列用于实现对所述激光晶体棒的均匀泵浦。3.根据权利要求1所述的一种高功率侧面泵浦1525nm人眼安全波段自拉曼激光器，其特征在于，所述激光晶体棒具体为:Nd: YVO-aB体棒或Nd = GdVO 4晶体棒。
【专利摘要】本发明公开了一种高功率侧面泵浦1525nm人眼安全波段自拉曼激光器，激光器的核心部件为侧泵头，侧泵头包括：LD阵列和激光晶体棒，所述LD阵列用于泵浦所述激光晶体棒，所述激光晶体棒用于激光发射和受激拉曼散射；所述LD阵列、所述激光晶体棒在所述激光、拉曼光全反镜和所述拉曼光输出镜组成的谐振腔内运转，实现基频光起振，并在所述激光晶体棒作用下经所述声光调Q开关实现基频光到拉曼光转换，所述拉曼光输出镜输出1525nm激光。本发明既解决了端面泵浦固体激光器输出功率低，实用性较差的问题，又解决了普通侧面泵浦固体激光器结构复杂等问题。
【IPC分类】H01S3/16, H01S3/30, H01S3/117
【公开号】CN104901157
【申请号】CN201510249393
【发明人】丁欣, 姜鹏波, 盛泉, 李斌, 孙冰, 刘简, 张巍, 赵岑, 姚建铨
【申请人】天津大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月15日
【技术领域】
[0001]本发明涉及激光器领域，尤其涉及一种高功率侧面泵浦1525nm人眼安全波段自拉曼激光器。
【背景技术】
[0002]1.5 μ m波段激光相对其他波段激光而言对人眼具有较高损伤阈值，因而具有人眼安全性；此外，其具有大气吸收弱、散射小等特点，因而在光谱分析、空间/光纤通信及激光雷达等方面具有重要应用。利用受激拉曼散射这一三阶非线性过程是产生上述波段激光的重要方法。
[0003]目前为止，已经报道过的1.5 μπι波段附近固体拉曼、自拉曼激光器大多采用端面泵浦技术，采用此种泵浦技术的固体拉曼、自拉曼激光器的优势是阈值低和转换效率高，但由于工作介质内有强烈的热透镜效应，会在很大程度上影响激光器的稳定性。此外，因为这种泵浦方式只能发生在激光晶体端面方向，受激光晶体端面尺寸的影响较大，总的泵浦能量会受到限制，因此，端面泵浦只适用于低功率泵浦密度的激光系统。在实际应用中往往需要大功率激光源，这时端面泵浦固体激光器就难以满足要求。LD侧面泵浦固体激光器由于其能充分利用激光介质，并且激光介质的热效应相对较低，有利于获得高功率的激光输出逐渐引起重视。文献 “D1de-side-pumped Nd: YAG/BaW04 dual -wave I ength Raman laseremitting at 1502and 1527nm”(光学通信 OC 306, 165-169, 2013)报道了以 BaWO4为拉曼介质的侧面泵浦人眼安全波段固体激光器。在125W泵浦功率下得到的最大总输出功率为
2.3ffo 2014 年，Yumeng Liu 等人在“D1de-side-pumped actively Q-switched Nd: YAP/YV04mult1-ffatt first-Stokes laser”(光学工程 Optical Engineering 53 (6)，2014)中报道了输出功率为4.5W的1525nm侧面泵浦激光器。
[0004]发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术中至少存在以下缺点和不足:
[0005]侧面泵浦固体激光器全都采用的是激光增益介质与拉曼介质分离的结构，通过侧面泵浦激光增益介质产生基频光后通过拉曼介质产生拉曼光。此种结构的缺点是由于激光增益介质与拉曼介质分离而使激光器腔结构变得复杂、不易调节，并且由于此时产生的基频光的光束质量较差导致后续的基频光到拉曼光的转换效率很低，从而难以输出较好的拉曼激光。
【发明内容】
[0006]本发明提供了一种高功率侧面泵浦1525nm人眼安全波段自拉曼激光器，本发明解决了端面泵浦拉曼激光器输出功率低，侧面泵浦固体激光器谐振腔结构复杂，转换效率低，光束质量差以及输出功率不理想等问题，详见下文描述:
[0007]一种高功率侧面泵浦1525nm人眼安全波段自拉曼激光器，所述激光器包括:激光、拉曼光全反镜、声光调Q开关、侧泵头以及拉曼光输出镜；
[0008]所述侧泵头包括:LD阵列和激光晶体棒，所述LD阵列用于泵浦所述激光晶体棒，所述激光晶体棒用于激光发射和受激拉曼散射；
[0009]所述激光晶体棒和所述声光调Q开关双端面镀1000-1600nm增透膜；所述激光、拉曼光全反镜镀1064nm高透膜和1342、1525nm高反膜；所述拉曼光输出镜镀1064nm高透膜、1342nm高反膜和1525nm部分透过膜；
[0010]所述LD阵列、所述激光晶体棒在所述激光、拉曼光全反镜和所述拉曼光输出镜组成的谐振腔内运转，实现基频光起振，并在所述激光晶体棒作用下经所述声光调Q开关实现基频光到拉曼光转换，所述拉曼光输出镜输出1525nm激光。
[0011]优选所述LD阵列均匀的分布在所述激光晶体棒侧面，所述LD阵列用于实现对所述激光晶体棒的均匀泵浦。
[0012]进一步地，所述激光晶体棒具体为:Nd: YVO-aB体棒或Nd = GdVO 4晶体棒。
[0013]本发明提供的技术方案的有益效果是:本发明既解决了端面泵浦固体激光器输出功率低，实用性较差的问题，又解决了普通侧面泵浦固体激光器结构复杂等问题。为搭建高功率、高转换效率的拉曼光激光器提供了一种优良的方案。对实际应用和实验研宄都有重要意义。
【附图说明】
[0014]图1为一种高功率侧面泵浦1525nm人眼安全波段自拉曼激光器的结构示意图；
[0015]图2为侧泵头的结构示意图。
[0016]附图中，各标号所代表的部件列表如下:
[0017]1:激光、拉曼光全反镜； 2:声光调Q开关；
[0018]3:侧泵头；4:拉曼光输出镜；
[0019]31:LD阵列；32:激光晶体棒。
【具体实施方式】
[0020]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0021]针对【背景技术】中存在的问题，本发明实施例提出了采用侧面泵浦自拉曼激光器结构，即通过LD阵列侧面泵浦一个同时具有激光增益特性和拉曼活性的晶体棒，从而得到所需求波段的拉曼激光输出。这种设计使腔结构变得紧凑，转换效率大大提高，从而得到高功率的激光输出。
[0022]一种高功率侧面泵浦1525nm人眼安全波段自拉曼激光器，参见图1，激光器包括:激光、拉曼光全反镜1、声光调Q开关2、侧泵头3以及拉曼光输出镜4。参见图2，侧泵头3包括:LD阵列31、激光晶体棒32。
[0023]其中，激光晶体棒32和声光调Q开关2双端面镀1000_1600nm增透膜；激光、拉曼光全反镜I镀1064nm高透膜和1342、1525nm高反膜；拉曼光输出镜4镀1064nm高透膜、1342nm高反膜和1525nm部分透过膜。
[0024]参见图2，封装在侧泵头3中LD阵列31 (即LD阵列31均匀的分布在激光晶体棒32侧面)实现对激光晶体棒32的均匀泵浦。
[0025]侧泵头3 (LD阵列31、激光晶体棒32两部分)在激光、拉曼光全反镜I和拉曼光输出镜4组成的谐振腔内运转，实现基频光(1342nm)起振，并在激光晶体棒32自身作用下经声光调Q开关2调节完成基频光到拉曼光转换这一三阶非线性过程，最后由拉曼光输出镜4输出高功率的1525nm激光。
[0026]其中，激光晶体棒32可以是Nd = YVO4晶体棒，也可以是掺钕钒酸钆(NchGdVO4)等能够发射所需波段拉曼激光的常用自拉曼介质，具体实现时，本发明实施例对此不做限制。
[0027]其中，拉曼激光运转方式可以为调制、调Q或锁模等运转方式，具体实现时，本发明实施例对此不做限制。
[0028]其中，构成激光谐振腔的激光、拉曼光反射镜I和拉曼光输出镜4可以为平镜，也可以为凹镜和凸镜等不同曲率的镜片，激光谐振腔可采用两镜腔也可以是多镜腔，具体实现时，本发明实施例对此不做限制。
[0029]本发明实施例对各器件的型号除做特殊说明的以外，其他器件的型号不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。
[0030]本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0031]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种高功率侧面泵浦1525nm人眼安全波段自拉曼激光器，所述激光器包括:激光、拉曼光全反镜、声光调Q开关、侧泵头以及拉曼光输出镜；其特征在于， 所述侧泵头包括:LD阵列和激光晶体棒，所述LD阵列用于泵浦所述激光晶体棒，所述激光晶体棒用于激光发射和受激拉曼散射； 所述激光晶体棒和所述声光调Q开关双端面镀1000-1600nm增透膜；所述激光、拉曼光全反镜镀1064nm高透膜和1342、1525nm高反膜；所述拉曼光输出镜镀1064nm高透膜、1342nm高反膜和1525nm部分透过膜； 所述LD阵列、所述激光晶体棒在所述激光、拉曼光全反镜和所述拉曼光输出镜组成的谐振腔内运转，实现基频光起振，并在所述激光晶体棒作用下经所述声光调Q开关实现基频光到拉曼光转换，所述拉曼光输出镜输出1525nm激光。2.根据权利要求1所述的一种高功率侧面泵浦1525nm人眼安全波段自拉曼激光器，其特征在于，所述LD阵列均匀的分布在所述激光晶体棒侧面，所述LD阵列用于实现对所述激光晶体棒的均匀泵浦。3.根据权利要求1所述的一种高功率侧面泵浦1525nm人眼安全波段自拉曼激光器，其特征在于，所述激光晶体棒具体为:Nd: YVO-aB体棒或Nd = GdVO 4晶体棒。
【专利摘要】本发明公开了一种高功率侧面泵浦1525nm人眼安全波段自拉曼激光器，激光器的核心部件为侧泵头，侧泵头包括：LD阵列和激光晶体棒，所述LD阵列用于泵浦所述激光晶体棒，所述激光晶体棒用于激光发射和受激拉曼散射；所述LD阵列、所述激光晶体棒在所述激光、拉曼光全反镜和所述拉曼光输出镜组成的谐振腔内运转，实现基频光起振，并在所述激光晶体棒作用下经所述声光调Q开关实现基频光到拉曼光转换，所述拉曼光输出镜输出1525nm激光。本发明既解决了端面泵浦固体激光器输出功率低，实用性较差的问题，又解决了普通侧面泵浦固体激光器结构复杂等问题。
【IPC分类】H01S3/16, H01S3/30, H01S3/117
【公开号】CN104901157
【申请号】CN201510249393
【发明人】丁欣, 姜鹏波, 盛泉, 李斌, 孙冰, 刘简, 张巍, 赵岑, 姚建铨
【申请人】天津大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月15日
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